KR102105947B1 - 감속기 파손 상태 통지 장치, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템 및 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 기록한 매체 - Google Patents

감속기 파손 상태 통지 장치, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템 및 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 기록한 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 감속기의 파손 상태를 통지하는 파손 상태 통지 수단과, 상기 파손 상태 통지 수단에 의한 통지를 위한 임계값을 설정하는 임계값 설정 수단과, 상기 감속기에 가해지는 하중의 입력을 접수하는 하중 접수 수단을 구비한 감속기 파손 상태 통지 장치가 제공되는 것이다. 상기 파손 상태 통지 수단은, 상기 컬러 수광 소자에 의해 검출된 색과 소정의 색의 색차가 상기 임계값에 도달한 경우에, 그 임계값에 대응하는 상기 감속기의 파손 상태를 통지한다. 상기 임계값 설정 수단은, 상기 하중 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 하중에 따른 상기 임계값을 설정한다.

Description

감속기 파손 상태 통지 장치, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템 및 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 기록한 매체{DECELERATOR DAMAGE STATE NOTIFICATION DEVICE, MECHANICAL SYSTEM WITH DECELERATOR DAMAGE STATE NOTIFICATION FUNCTION, AND MEDIUM ON WHICH DECELERATOR DAMAGE STATE NOTIFICATION PROGRAM IS RECORDED}
본 발명은, 감속기와, 이 감속기의 윤활유 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서를 구비하고 있는 기계의 감속기 파손 상태를 통지하기 위한 감속기 파손 상태 통지 장치에 관한 것이다.
종래, 기계의 윤활유 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서로서, 윤활유가 침입하기 위한 오일 침입용 공극부를 적외 LED(Light Emitting Diode)로부터 포토 다이오드까지의 광로 상에 형성하고, 적외 LED의 출사광에 대한 오일 침입용 공극 부 내의 윤활유에 의한 광흡수량을 포토 다이오드의 수광량에 의해 측정함으로써, 측정한 광흡수량과 상관하는 윤활유의 열화도를 판정하는 오일 열화도 센서가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).
그러나, 특허문헌 1, 2에 기재된 오일 열화도 센서는, 윤활유의 열화도로서 윤활유 중의 불용해분의 농도를 측정할 수 있지만, 윤활유 중의 오염 물질의 종류를 특정할 수 없다는 문제가 있다.
윤활유 중의 오염 물질의 종류를 특정하는 기술로서는, 윤활유의 여과 후 멤브레인 필터에 LED에 의해 광을 조사하여, 멤브레인 필터 상의 오염 물질로부터의 반사광을 수광 소자에 의해 RGB의 디지털값으로 변환하고, 변환한 RGB의 디지털값에 기초해서 윤활유 중의 오염 물질의 종류를 특정하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 비특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 평7-146233호 공보 일본 특허 공개 평10-104160호 공보
야마구치 도모히코, 외 4명, 「윤활유 오염 물질의 색상 판별법」, 후쿠이 대학 공학부 연구 보고, 2003년 3월, 제51권, 제1호, p.81-88 혼다 도모미, 「윤활유의 열화 진단ㆍ검사 기술」, 정밀 공학회지, 2009년, 제75권, 제3호, p.359-362
비특허문헌 1, 2에 기재된 기술은, 기계로부터 윤활유를 발취해서 멤브레인 필터로 여과할 필요가 있고, 즉시성에 결여된다고 하는 문제가 있다.
본원의 발명자는, 감속기를 구비하고 있는 기계에 구비되고, 감속기의 윤활유 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정 가능하게 할 수 있는 윤활유 열화 센서를 개발했다. 이 윤활유 열화 센서(이하 「신(新) 센서」라고 함)는, 광을 발하는 발광 소자와, 수용한 광의 색을 검출하는 컬러 수광 소자와, 감속기의 윤활유가 침입하기 위한 간극이며 발광 소자로부터 컬러 수광 소자까지의 광로 상에 배치되어 있는 오일용 간극이 형성되어 있고 광을 투과시키는 간극 형성 부재를 구비하고 있는 것이다.
그리고, 본원의 발명자는, 신 센서의 컬러 수광 소자에 의해 검출된 색과 소정의 색의 색차가 소정의 임계값에 도달한 경우에, 이 임계값에 대응하는 감속기의 파손 상태를 통지하는 감속기 파손 상태 통지 장치를 개발했다.
그러나, 신 센서의 컬러 수광 소자에 의해 검출된 색과 소정의 색의 색차와, 감속기의 파손 상태의 관계는, 감속기에 가해지는 하중 등, 감속기의 사용 조건에 의해 다르다고 하는 것을 본원의 발명자는 발견했다. 신 센서의 컬러 수광 소자에 의해 검출된 색과 소정의 색의 색차와, 감속기의 파손 상태의 관계가 일정하지 않은 경우, 상기 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 감속기의 사용 조건이 다른 경우라도 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있는 감속기 파손 상태 통지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유리한 점에 의하면, 감속기와, 상기 감속기의 윤활유 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서를 구비하고 있는 기계의 상기 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 감속기 파손 상태 통지 장치이며, 상기 윤활유 열화 센서는, 광을 발하는 발광 소자와, 수용한 광의 색을 검출하는 컬러 수광 소자와, 상기 윤활유가 침입하고 또한 상기 발광 소자로부터 상기 컬러 수광 소자까지의 광로 상에 배치되어 있는 오일용 간극이 형성되어 있고 광을 투과시키는 간극 형성 부재를 구비하고 있고,
상기 감속기 파손 상태 통지 장치는, 상기 감속기의 파손 상태를 통지하도록 구성된 파손 상태 통지 수단과,
상기 파손 상태 통지 수단에 의한 통지를 위한 임계값을 설정하도록 구성된 임계값 설정 수단과,
상기 감속기에 가해지는 하중의 입력을 접수하도록 구성된 하중 접수 수단을 구비하고 있고,
상기 파손 상태 통지 수단은, 상기 컬러 수광 소자에 의해 검출된 색과 소정의 색의 색차가 상기 임계값 설정 수단에 의해 설정된 상기 임계값에 도달한 경우에, 그 임계값에 대응하는 상기 감속기의 파손 상태를 통지하고,
상기 임계값 설정 수단은, 상기 하중 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 하중에 따른 상기 임계값을 설정하는 것이 제공된다.
상기 감속기는, 내치 기어를 가진 케이스와, 상기 케이스에 회전 가능하게 지지된 지지체와, 상기 내치 기어에 맞물리는 외치 기어와, 상기 지지체 및 상기 외치 기어에 회전 가능하게 지지되어 외부로부터 입력되는 회전 운동에 따라서 상기 케이스에 대해 상기 외치 기어를 편심 회전시키도록 구성된 크랭크축을 구비하고 있고, 상기 하중 접수 수단은, 상기 케이스 및 상기 지지체가 상대적으로 회전할 때의 회전축을 중심으로 한 회전 방향으로 상기 감속기에 가해지는 하중과, 상기 회전축에 직교하는 축을 중심으로 한 회전 방향으로 상기 감속기에 가해지는 하중 중 적어도 한쪽을 접수해도 좋다.
상기 기계는, 상기 감속기에 가해지는 하중을 검출하도록 구성된 하중 센서를 구비하고 있고, 상기 하중 접수 수단은, 상기 하중 센서에 의해 검출된 상기 하중의 입력을 접수해도 좋다.
상기 임계값 설정 수단은, 상기 하중 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 하중의 소정 기간의 평균값에 따른 상기 임계값을 설정해도 좋다.
상기 감속기 파손 상태 통지 장치는, 상기 윤활유의 온도 입력을 접수하도록 구성된 윤활유 온도 접수 수단을 구비하고 있고, 상기 임계값 설정 수단은, 상기 윤활유 온도 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 윤활유의 온도에 따른 상기 임계값을 더 설정해도 좋다.
상기 기계는, 상기 윤활유의 온도를 검출하도록 구성된 윤활유 온도 센서를 구비하고 있고, 상기 윤활유 온도 접수 수단은, 상기 윤활유 온도 센서에 의해 검출된 상기 윤활유의 온도 입력을 접수해도 좋다.
상기 임계값 설정 수단은, 상기 윤활유 온도 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 윤활유 온도의 소정 기간의 평균값에 따른 상기 임계값을 설정해도 좋다.
상기 임계값은, 상기 감속기의 파손 가능성에 대응한 복수 단계의 임계값을 포함하고 있어도 좋다.
본 발명의 다른 유리한 점에 의하면, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템이며, 상술한 감속기 파손 상태 통지 장치와, 상기 감속기 파손 상태 통지 장치에 의해 상기 감속기의 파손 상태가 통지되도록 구성된 상기 기계를 구비하고 있는 것이 제공된다.
본 발명의 다른 유리한 점에 의하면, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템이며, 상술한 감속기 파손 상태 통지 장치와, 상기 감속기 파손 상태 통지 장치에 의해 상기 감속기의 파손 상태가 통지되는 상기 기계를 구비하고 있고, 상기 윤활유 온도 센서는, 상기 윤활유 열화 센서에 내장되어 있는 것이 제공된다.
본 발명의 다른 유리한 점에 의하면, 상술한 감속기 파손 상태 통지 장치로서 컴퓨터를 기능시키는 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 기록한 매체가 제공된다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값을, 감속기에 가해지는 하중에 따라서 설정하므로, 감속기의 사용 조건으로서, 감속기에 가해지는 하중이 다른 경우라도, 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값을, 케이스 및 지지체가 상대적으로 회전할 때의 회전축을 중심으로 한 회전 방향으로 감속기에 가해지는 하중(이하 「부하 토크」라고 함)과, 이 회전축에 직교하는 축을 중심으로 한 회전 방향으로 감속기에 가해지는 하중(이하 「부하 모멘트」라고 함) 중 적어도 한쪽에 따라서 설정하므로, 감속기의 사용 조건으로서, 감속기의 부하 토크 및 부하 모멘트 중 적어도 한쪽이 다른 경우라도, 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값을 실제로 감속기에 가해지는 하중에 따라서 설정하므로, 감속기의 파손 상태를 실제로 감속기에 가해지는 하중에 따라서 고정밀도로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값을, 소정 기간에서 실제로 감속기에 가해지는 하중의 평균값에 따라서 설정하므로, 감속기에 가해지는 하중이 일시적으로 급격하게 변화된 경우에 감속기의 파손 상태를 실수로 통지하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값을, 감속기에 가해지는 하중과, 윤활유의 온도에 따라서 설정하므로, 감속기의 사용 조건으로서, 감속기에 가해지는 하중과, 윤활유의 온도가 다른 경우라도, 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값을 윤활유의 실제 온도에 따라서 설정하므로, 감속기의 파손 상태를 윤활유의 실제 온도에 따라서 고정밀도로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값을 소정 기간의 윤활유 실제 온도 평균값에 따라서 설정하므로, 윤활유의 온도가 일시적으로 급격하게 변화된 경우에 감속기의 파손 상태를 실수로 통지하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 파손 상태를 감속기의 파손 가능성으로서 복수 단계로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템은, 감속기의 사용 조건이 다른 경우라도, 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템은, 감속기의 사용 조건이 다른 경우라도, 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다. 또한, 본 발명의 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템은 윤활유 온도 센서가 윤활유 열화 센서에 내장되어 있으므로, 윤활유 온도 센서가 윤활유 열화 센서와는 별도로 설치되어 있는 구성과 비교하여 용이하게 구축될 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 실행하는 컴퓨터는, 감속기의 사용 조건이 다른 경우라도, 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 감속기의 사용 조건이 다른 경우라도 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 산업용 로봇의 관절부의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 윤활유 열화 센서의 정면도이다.
도 5는 아암에 장착된 상태에서의 도 4에 도시하는 윤활유 열화 센서의 정면 단면도이다.
도 6의 (a)는 도 4에 도시하는 윤활유 열화 센서의 평면도이다. 도 6의 (b)는 도 4에 도시하는 윤활유 열화 센서의 저면도이다.
도 7은 도 5에 도시하는 백색 LED로부터 RGB 센서까지의 광로를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시하는 감속기 파손 상태 통지 장치의 블록도이다.
도 9는 도 8에 도시하는 임계값 설정용 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시하는 테이블 선택용 테이블의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11의 (a)는 도 3에 도시하는 윤활유의 온도가 40℃이고, 감속기의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기의 부하 토크가 1.0To인 경우의 색차 ΔE의 시간 변화의 실험 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11의 (b)는 도 3에 도시하는 윤활유의 온도가 60℃이고, 감속기의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기의 부하 토크가 1.0To인 경우의 색차 ΔE의 시간 변화의 실험 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11의 (c)는 도 3에 도시하는 윤활유의 온도가 60℃이고, 감속기의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기의 부하 토크가 2.0To인 경우의 색차 ΔE의 시간 변화의 실험 결과의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 12는 도 8에 도시하는 감속기 파손 상태 통지 장치의 동작 흐름도이다.
도 13은 도 8에 도시하는 표시부에 표시되는 정보 입력 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14의 (a)는 도 8에 도시하는 표시부에 표시되는 화면이며, 감속기가 파손되어 있을 가능성이 높은 것을 경고하는 통지의 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 도 14의 (b)는 도 8에 도시하는 표시부에 표시되는 화면이며, 감속기가 파손되어 있을 가능성이 있는 것을 경고하는 통지의 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 도 14의 (c)는 도 8에 도시하는 표시부에 표시되는 화면이며, 이용자에게 감속기의 점검 또는 수리를 촉진시키는 통지의 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해, 도면을 사용해서 설명한다.
우선, 본 실시 형태에 따른 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템의 구성에 대해 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템(10)의 블록도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템(10)은, 본 발명의 기계로서의 산업용 로봇(20)과, 산업용 로봇(20)의 감속기 파손 상태를 통지하기 위한 감속기 파손 상태 통지 장치(100)를 구비하고 있다. 산업용 로봇(20) 및 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는, LAN(Local Area Network) 등의 네트워크(11)를 통하여 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
도 2는 산업용 로봇(20)의 측면도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 산업용 로봇(20)은 바닥, 천장 등의 설치 부분(90)에 장착되는 장착부(21)와, 아암(22, 23, 24, 25 및 26)과, 장착부(21) 및 아암(22)을 접속하는 관절부(31)와, 아암(22) 및 아암(23)을 접속하는 관절부(32)와, 아암(23) 및 아암(24)을 접속하는 관절부(33)와, 아암(24) 및 아암(25)을 접속하는 관절부(34)와, 아암(25) 및 아암(26)을 접속하는 관절부(35)와, 아암(26) 및 도시하고 있지 않은 핸드를 접속하는 관절부(36)를 구비하고 있다.
도 3은 관절부(32)의 단면도이다. 또한, 이하에 있어서는, 관절부(32)에 대해 설명하지만, 관절부(31, 33 내지 36)에 대해서도 마찬가지이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 관절부(32)는 아암(22) 및 아암(23)을 접속하는 감속기(40)와, 볼트(51)에 의해 아암(22)에 고정된 모터(50)와, 감속기(40)의 가동부에 발생하는 마찰을 경감하기 위한 윤활유(40a)의 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서(60)와, 감속기(40)에 겹치는 하중을 검출하기 위한 하중 센서로서의 변형 게이지(80)를 구비하고 있다.
감속기(40)는 내치 기어(41a)를 갖고 있고 볼트(41b)에 의해 아암(22)에 고정된 케이스(41)와, 감속기(40)의 중심축 주위에 등간격으로 3개 배치된 기둥(42a)을 갖고 있고 볼트(42b)에 의해 아암(23)에 고정된 지지체(42)와, 모터(50)의 출력축에 고정된 기어(43)와, 감속기(40)의 중심축 주위에 등간격으로 3개 배치되어 있고 기어(43)와 맞물리는 기어(44)와, 감속기(40)의 중심축 주위에 등간격으로 3개 배치되어 있고 기어(44)에 고정된 크랭크축(45)과, 케이스(41)의 내치 기어(41a)에 맞물리는 2개의 외치 기어(46)를 구비하고 있다.
지지체(42)는 케이스(41)에 베어링(41c)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 케이스(41)와, 지지체(42) 사이에는, 윤활유(40a)의 누설을 방지하기 위한 시일 부재(41d)가 설치되어 있다.
크랭크축(45)은 지지체(42)에 베어링(42c)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있음과 함께, 외치 기어(46)에 베어링(46a)을 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 크랭크축(45)은 기어(44)로부터 입력되는 회전 운동에 따라서 케이스(41)에 대해 외치 기어(46)를 편심 회전시키는 것이다.
윤활유 열화 센서(60)는 아암(23)에 고정되어 있다.
변형 게이지(80)는 지지체(42)의 3개의 기둥(42a)의 각각에 2개씩, 합계 6개 장착되어 있다. 변형 게이지(80)는 감속기(40)에 겹치는 하중을 기둥(42a)에 생기는 변형으로서 검출하는 것이다. 여기서, 변형 게이지(80)에는 윤활유(40a)로부터 보호하기 위한 코팅이 실시되어 있다. 또한, 감속기(40)에는 변형 게이지(80)의 출력을 전달하기 위한 전선을 외부로 꺼내기 위한 도시하고 있지 않은 구멍이 형성되어 있다. 이 구멍은 윤활유(40a)가 감속기(40)의 외부에 누설되는 것을 방지하기 위해, 전선이 통과된 후에 에폭시계 수지 등의 수지로 매립되어 있다.
도 4는 윤활유 열화 센서(60)의 정면도이다. 도 5는 아암(23)에 장착된 상태에서의 윤활유 열화 센서(60)의 정면 단면도이다. 도 6의 (a)는 윤활유 열화 센서(60)의 평면도이다. 도 6의 (b)는 윤활유 열화 센서(60)의 저면도이다.
도 4 내지 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 윤활유 열화 센서(60)는 윤활유 열화 센서(60)의 각 부품을 지지하는 알루미늄 합금제의 하우징(61)과, 윤활유(40a)가 침입하기 위한 간극인 오일용 간극(62a)이 형성되어 있는 간극 형성 부재(62)와, 간극 형성 부재(62)를 지지하는 지지 부재(63)와, 하우징(61) 및 아암(23) 사이에서의 윤활유(40a)의 누설을 방지하는 O링(64)과, 하우징(61) 및 지지 부재(63) 사이에서의 윤활유(40a)의 누설을 방지하는 O링(65)과, 하우징(61) 및 지지 부재(63) 사이에 배치된 O링(66)과, 전자 부품군(70)을 구비하고 있다.
하우징(61)은 아암(23)의 나사 구멍(23a)에 고정되기 위한 나사부(61a)와, 아암(23)의 나사 구멍(23a)에 대해 나사부(61a)가 회전하게 될 때에 스패너 등의 공구에 의해 파지되기 위한 공구 접촉부(61b)를 구비하고 있다. 또한, 아암(23)의 나사 구멍(23a)은 윤활유 열화 센서(60)가 제거되어 있는 상태일 때에, 감속기(40)로의 윤활유(40a)의 공급과, 감속기(40)로부터의 윤활유(40a)의 폐기에 이용되어도 좋다.
간극 형성 부재(62)는 2개의 유리로 만든 직각 프리즘(62b, 62c)에 의해 구성되어 있고, 윤활유(40a)가 침입하기 위한 간극인 오일용 간극(62a)이 2개의 직각 프리즘(62b, 62c)의 사이에 형성되어 있다. 직각 프리즘(62b, 62c)은 접착제에 의해 지지 부재(63)에 고정되어 있다.
지지 부재(63)는 하우징(61)에 육각 렌치 볼트(67)에 의해 고정되어 있다. 지지 부재(63)는 알루미늄 합금제의 홀더(63a)와, 홀더(63a)에 육각 렌치 볼트(63b)에 의해 고정된 알루미늄 합금제의 홀더 캡(63c)을 구비하고 있다.
전자 부품군(70)은 스페이서(68)를 통하여 육각 렌치 볼트(69)에 의해 지지 부재(63)에 고정된 회로 기판(71)과, 백색의 광을 발하는 발광 소자이며 회로 기판(71)에 실장된 백색 LED(72)와, 수용한 광의 색을 검출하는 컬러 수광 소자이며 회로 기판(71)에 실장된 RGB 센서(73)와, 홀더(63a)를 통하여 윤활유(40a)의 온도를 검출하기 위한 윤활유 온도 센서이며 회로 기판(71)에 실장된 온도 센서(74)와, 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)측과는 반대측에 회로 기판(71)에 실장된 커넥터(75)와, 커넥터(75)에 전기적으로 접속되는 것이 가능한 커넥터(76)와, 홀더 캡(63c)에 고정된 방수 커넥터(77)와, 커넥터(76) 및 방수 커넥터(77)를 전기적으로 접속하는 복수개의 리드선(78)을 구비하고 있다. 회로 기판(71)에는 백색 LED(72), RGB 센서(73), 온도 센서(74) 및 커넥터(75) 이외에도, 백색 LED(72) 및 RGB 센서(73)의 신호를 처리하는 전자 부품 등의 복수의 전자 부품이 실장되어 있다. 방수 커넥터(77)는 윤활유 열화 센서(60)의 외부 장치의 커넥터가 접속되어, 외부 장치의 커넥터를 통하여 외부의 장치로부터 전력이 공급됨과 함께, 윤활유 열화 센서(60)의 검출 결과를 전기 신호로서 외부 장치의 커넥터를 통하여 외부의 장치에 출력하게 되어 있다.
도 7은 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(72a)를 도시하는 도면이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 간극 형성 부재(62)의 오일용 간극(62a)은 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(72a) 상에 배치되어 있다.
홀더(63a)는 백색 LED(72)로부터 RGB 센서(73)까지의 광로(72a)의 적어도 일부를 둘러싸고 있다. 홀더(63a)는, 예를 들어 무광의 흑색 알루마이트 처리와 같이, 광의 반사를 방지하는 처리가 표면에 실시되어 있다.
직각 프리즘(62b, 62c)은 백색 LED(72)에 의해 발해지는 광을 투과시킨다. 백색 LED(72)에 의해 발해지는 광의 직각 프리즘(62b, 62c)에 있어서의 입사면 및 출사면은 광학 연마되어 있다.
광로(72a)는 직각 프리즘(62b)의 반사면에서 90도 구부러져 있고, 직각 프리즘(62c)의 반사면에서도 90도 구부러져 있다. 즉, 광로(72a)는 간극 형성 부재(62)에 의해 180도 구부러져 있다. 백색 LED(72)에 의해 발해지는 광의 직각 프리즘(62b, 62c)에 있어서의 반사면은 광학 연마되어 있고, 알루미늄 증착막이 실시되어 있다. 그리고, 경도나 밀착력이 약한 알루미늄 증착막을 보호하기 위해, SiO2막이 알루미늄 증착막 상에 또한 실시되어 있다.
백색 LED(72)에 의해 발해지는 광의 직각 프리즘(62b)에 있어서의 출사면과, 백색 LED(72)에 의해 발해지는 광의 직각 프리즘(62c)에 있어서의 입사면의 거리, 즉, 오일용 간극(62a)의 길이는, 예를 들어 1㎜이다. 오일용 간극(62a)의 길이가 지나치게 짧은 경우, 윤활유(40a) 중의 오염 물질이 오일용 간극(62a)을 적절하게 유통하기 어려우므로, 윤활유(40a) 중의 오염 물질의 색 검출 정밀도가 떨어진다. 한편, 오일용 간극(62a)의 길이가 너무 긴 경우, 백색 LED(72)로부터 발해진 광이 오일용 간극(62a) 내의 윤활유(40a) 중의 오염 물질에 의해 지나치게 흡수되어 RGB 센서(73)까지 도착하기 어려우므로, 역시 윤활유(40a) 중의 오염 물질의 색 검출 정밀도가 떨어진다. 따라서, 오일용 간극(62a)의 길이는 윤활유(40a) 중의 오염 물질의 색 검출 정밀도가 높아지도록, 적절하게 설정되는 것이 바람직하다.
윤활유 열화 센서(60)는 백색 LED(72)에 의해 발해진 백색의 광의 중 오일용 간극(62a)에 있어서 윤활유(40a) 중의 오염 물질에 의해 흡수되지 않은 파장의 광에 대해, RGB 센서(73)에 의해 색을 검출하므로, 감속기(40)의 윤활유(40a) 중의 오염 물질의 색을 즉시 검출할 수 있다. 그리고, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색에 기초해서 감속기(40)의 윤활유(40a) 중의 오염 물질의 종류 및 양을 즉시 특정할 수 있다. 즉, 윤활유 열화 센서(60)는 윤활유(40a) 중의 오염 물질의 색을 검출함으로써, 윤활유(40a)의 열화의 정도를 검출할 수 있다.
또한, 윤활유(40a)의 열화의 정도는, RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 소정의 색인 흑색에 대한 색차 ΔE로 판단될 수 있다. RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE는 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 R, G, B의 각 값을 사용해서, 다음 수학식 1로 나타내는 식에 의해 계산할 수 있다.
Figure 112014120031286-pct00001
일반적으로, 산업용 로봇은 관절부에 사용되고 있는 감속기의 성능에 의해 아암의 궤적 정밀도 등이 크게 좌우된다. 따라서, 산업용 로봇용의 감속기는 성능이 떨어진 경우에 적절하게 교환되는 것이 중요하다. 그러나, 산업용 로봇용의 감속기가 교환되는 경우, 그 감속기를 구비하고 있는 산업용 로봇이나, 그 산업용 로봇이 설치되어 있는 생산 라인이 정지되지 않으면 안된다. 따라서, 산업용 로봇용의 감속기의 교환 시기를 파악하기 위해, 산업용 로봇용의 감속기의 고장이 적절하게 예지되는 것은 매우 중요하다. 여기서, 산업용 로봇(20)의 각 윤활유 열화 센서는 RGB 센서(73)에 의해 검출한 색에 기초해서 감속기(40)의 윤활유(40a) 중의 오염 물질의 종류 및 양을 감속기 파손 상태 통지 장치(100)에 의해 즉시 특정할 수 있다. 따라서, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템(10)은 산업용 로봇용의 감속기의 고장의 예지를 즉시 가능하게 할 수 있다.
또한, 윤활유(40a)에는 마찰면의 마찰을 저감하기 위한 몰리브덴 디티오카르바메이트(MoDTC), 몰리브덴 디티오포스파이트(MoDTP) 등의 유기 몰리브덴(Mo) 등의 마찰 저감제, 마찰면의 시징을 억제하는 성능인 극압성을 향상하기 위한 SP계 첨가제 등의 극압 첨가제, 슬러지의 발생이나 부착을 억제하기 위한 Ca 술포네이트 등의 분산제 등, 각종 첨가제가 첨가되는 경우가 있다. 이 첨가제는 윤활유(40a)의 열화와 함께, 예를 들어, 산업용 로봇(20) 및 감속기의 금속 표면에 부착, 결합하거나, 침강하거나 하여 윤활유(40a)로부터 분리된다. 각 윤활유 열화 센서는 윤활유(40a) 중의 철분의 양뿐만 아니라, 윤활유(40a)에 첨가되어 있는 각종 첨가제의 감소에 수반하는 기유(基油;base oil)의 열화도나 슬러지 등의 오염 물질의 증가를, 검출한 색에 기초해서 특정할 수 있다. 따라서, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템(10)은 철분 농도에만 기초해서 감속기의 고장을 예지하는 기술과 비교하여, 고장의 예지 정밀도를 향상시킬 수 있다.
여기서, 윤활유 열화 센서(60)의 조립 방법에 대해 설명한다.
우선, 직각 프리즘(62b, 62c) 및 백색 LED(72)가 접착제에 의해 홀더(63a)에 고정된다.
계속해서, RGB 센서(73), 온도 센서(74) 및 커넥터(75)가 실장된 회로 기판(71)이 스페이서(68)를 통하여 홀더(63a)에 육각 렌치 볼트(69)에 의해 고정되고, 백색 LED(72)가 회로 기판(71)에 땜납에 의해 고정된다.
계속해서, 온도 센서(74)가 홀더(63a)에 접속된다.
계속해서, 홀더 캡(63c)에 고정된 방수 커넥터(77)에 리드선(78)을 통하여 접속된 커넥터(76)가, 회로 기판(71) 상의 커넥터(75)에 접속된다.
계속해서, 홀더 캡(63c)이 홀더(63a)에 육각 렌치 볼트(63b)에 의해 고정된다.
마지막으로, 홀더(63a)가, O링(64), O링(65) 및 O링(66)이 장착된 하우징(61)에 육각 렌치 볼트(67)에 의해 고정된다.
또한, 아암(23)에의 윤활유 열화 센서(60)의 설치 방법에 대해 설명한다.
우선, 하우징(61)의 공구 접촉부(61b)가 공구에 의해 파지되어, 아암(23)의 나사 구멍(23a)에 하우징(61)의 나사부(61a)가 비틀어 넣어짐으로써, 아암(23)에 윤활유 열화 센서(60)가 고정된다.
그리고, 윤활유 열화 센서(60)의 외부 장치의 커넥터가 방수 커넥터(77)에 접속된다.
도 8은 감속기 파손 상태 통지 장치(100)의 블록도이다.
도 8에 도시하는 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 PC(Personal Computer)이다. 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 이용자에 의한 다양한 조작이 입력되는 마우스, 키보드 등의 입력 디바이스인 조작부(101)와, 다양한 정보를 표시하는 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 표시 디바이스인 표시부(102)와, 네트워크(11)(도 1 참조.) 경유로 통신을 행하는 네트워크 통신 디바이스인 네트워크 통신부(103)와, 각종 데이터를 기억하고 있는 HDD(Hard Disk Drive) 등의 기억 디바이스인 기억부(104)와, 감속기 파손 상태 통지 장치(100) 전체를 제어하는 제어부(105)를 구비하고 있다.
기억부(104)는 산업용 로봇(20)의 감속기 파손 상태를 통지하기 위한 감속기 파손 상태 통지 프로그램(104a)을 기억하고 있다.
감속기 파손 상태 통지 프로그램(104a)은 감속기 파손 상태 통지 장치(100)의 제조 단계로 감속기 파손 상태 통지 장치(100)에 인스톨되어 있어도 좋고, USB(Universal Serial Bus) 메모리, CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc) 등의 기억 매체로부터 감속기 파손 상태 통지 장치(100)에 추가로 인스톨되어도 좋고, 네트워크(11) 상으로부터 감속기 파손 상태 통지 장치(100)에 추가로 인스톨되어도 좋다.
기억부(104)는 감속기(40)의 파손 상태 통지를 위한 임계값을 설정하기 위한 테이블인 임계값 설정용 테이블(104b)을 복수 기억하고 있다. 또한, 기억부(104)가 기억하고 있는 복수의 임계값 설정용 테이블(104b)은, 대응하는 감속기의 형식이 각각 다르며, 각각 ID가 부여되어 있다.
도 9는 임계값 설정용 테이블(104b)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서는 윤활유(40a)의 온도와, 케이스(41) 및 지지체(42)가 상대적으로 회전할 때의 회전축에 직교하는 축을 중심으로 한 회전 방향으로 감속기(40)에 가해지는 하중(이하 「부하 모멘트」라고 함)과, 케이스(41) 및 지지체(42)가 상대적으로 회전할 때의 회전축을 중심으로 한 회전 방향으로 감속기(40)에 가해지는 하중(이하 「부하 토크」라고 함)에 대응하는 임계값이 나타내어져 있다.
도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서, Mo란, 감속기(40)의 정격 모멘트이다. 또한, To란, 감속기(40)의 정격 토크이다.
또한, 도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서는, 다수의 공란이 존재하지만, 실제로는 구체적인 임계값이 포함된다. 또한, 도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서는, 감속기(40)의 부하 모멘트가 0.25Mo 미만인 경우, 0.25Mo 이상 0.5Mo 미만인 경우, 0.75Mo 이상 1.0Mo 미만인 경우, 1.0Mo 이상 1.25Mo 미만인 경우 및 1.25Mo 이상인 경우가 생략되어 나타내어져 있지만, 실제로는 감속기(40)의 부하 모멘트가 0.5Mo 이상 0.75Mo 미만인 경우와 마찬가지로, 감속기(40)의 부하 토크의 범위마다 구체적인 임계값이 포함된다.
도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서는, 임계값의 란에, 수치가 2단 기재되어 있다. 상단의 수치는, 감속기(40)가 파손되어 있을 가능성이 매우 높고, 그 때문에 이용자에게 점검 또는 수리를 촉구하기 위한 임계값인 점검 수리용 임계값이다. 하단의 수치는, 감속기(40)가 파손되어 있을 가능성이 있는 것을 경고하기 위한 임계값인 경고용 임계값이다. 도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 의하면, 예를 들어, 윤활유(40a)의 온도가 40℃ 이상 50℃ 미만이고, 감속기(40)의 부하 모멘트가 0.5Mo 이상 0.75Mo 미만이고, 감속기(40)의 부하 토크가 1.0To 이상 1.5To 미만인 경우, 점검 수리용 임계값, 경고용 임계값은, 각각, 350, 425이다.
또한, 윤활유(40a)의 온도가 -10℃ 미만인 경우와, 윤활유(40a)의 온도가 80℃ 이상인 경우는, 본 실시 형태에 따른 윤활유 열화 센서의 사양 범위 밖이므로, 도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서는 규정되어 있지 않다. 또한, 감속기(40)의 부하 토크가 3.0To 이상인 경우는, 본 실시 형태에 따른 감속기의 사양 범위 밖이므로, 도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서는 규정되어 있지 않다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 기억부(104)는, 복수의 임계값 설정용 테이블(104b)로부터 적절한 임계값 설정용 테이블을 선택하기 위한 테이블인 테이블 선택용 테이블(104c)을 기억하고 있다.
도 10은 테이블 선택용 테이블(104c)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 테이블 선택용 테이블(104c)에 있어서는, 감속기의 형식에 대응하는 임계값 설정용 테이블(104b)의 ID가 나타내어져 있다. 도 10에 도시하는 테이블 선택용 테이블(104c)에 의하면, 예를 들어, 감속기의 형식이 "RV-XX2"인 경우, 복수의 임계값 설정용 테이블(104b) 중 ID가 " 테이블2"인 임계값 설정용 테이블이 선택된다.
도 8에 도시하는 제어부(105)는, 예를 들어, CPU(Central Processing Unit)와, 프로그램 및 각종 데이터를 미리 기억하고 있는 ROM(Read Only Memory)과, CPU의 작업 영역으로서 사용되는 RAM(Random Access Memory)을 구비하고 있다. CPU는 ROM 또는 기억부(104)에 기억되어 있는 프로그램을 실행하도록 되어 있다.
제어부(105)는 기억부(104)에 기억되어 있는 감속기 파손 상태 통지 프로그램(104a)을 실행함으로써, 감속기(40)의 파손 상태를 통지하는 파손 상태 통지 수단으로서의 파손 상태 통지부(105a), 파손 상태 통지부(105a)에 의한 통지를 위한 임계값을 설정하는 임계값 설정 수단으로서의 임계값 설정부(105b), 윤활유(40a)의 온도의 입력을 접수하는 윤활유 온도 접수 수단으로서의 윤활유 온도 접수부(105c), 감속기(40)에 가해지는 하중의 입력을 접수하는 하중 접수 수단으로서의 하중 접수부(105d) 및 감속기(40)의 형식 입력을 접수하는 감속기 형식 접수부(105e)로서 기능한다.
다음에, 하중 접수부(105d)에 의한 부하 모멘트 및 부하 토크의 산출 방법에 대해 설명한다.
감속기(40)의 지지체(42)의 3개의 기둥(42a) 중 어느 1개의 기둥(42a)에 장착된 2개의 변형 게이지(80)가 부착된 부분에 발생하는 응력을 각각 σ1, σ2로 한다. σ1 및 σ2에 기초해서 산출되는 부하 토크를 TA1로 한다. σ1 및 σ2에 기초해서 산출되는 부하 모멘트를 MA1로 하고, TA1에 곱하게 됨으로써 σ1 중 부하 토크에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 T1로 한다. TA1에 곱하게 됨으로써 σ2 중 부하 토크에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 T2로 한다. 케이스(41)에 대한 지지체(42)의 회전축을 중심으로 한, 지지체(42)에 가해지는 부하 모멘트의 작용각을 φ로 한다. MA1에 곱하게 됨으로써 σ1 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 φ의 함수인 M1(φ)로 한다. MA1에 곱하게 됨으로써 σ2 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 φ의 함수인 M2(φ)로 한다. σ1, σ2, TA1, MA1, T1, T2, M1(φ) 및 M2(φ) 사이에 수학식 2에 나타내는 관계가 성립된다. 또한, M1(φ)이나 M2(φ)가 φ의 함수인 것은, σ1 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이나, σ2 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 케이스(41) 및 지지체(42)의 상대 회전에 따라서 변화되기 때문이다.
Figure 112014120031286-pct00002
여기서, 수학식 2로부터, 수학식 3 및 수학식 4에 나타내는 관계가 성립된다.
Figure 112014120031286-pct00003
Figure 112014120031286-pct00004
또한, 감속기(40)의 지지체(42)의 3개의 기둥(42a) 중 상술한 기둥(42a) 이외의 어느 1개의 기둥(42a)에 장착된 2개의 변형 게이지(80)가 부착된 부분에 발생하는 응력을 각각 σ3, σ4로 한다. σ3 및 σ4에 기초해서 산출되는 부하 토크를 TA2로 한다. σ3 및 σ4에 기초해서 산출되는 부하 모멘트를 MA2로 한다. TA2에 곱하게 됨으로써 σ3 중 부하 토크에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 T3으로 한다. TA2에 곱하게 됨으로써 σ4 중 부하 토크에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 T4로 한다. MA2에 곱하게 됨으로써 σ3 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 φ의 함수인 M3(φ)으로 한다. MA2에 곱하게 됨으로써 σ4 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 φ의 함수인 M4(φ)로 한다. σ3, σ4, TA2, MA2, T3, T4, M3(φ) 및 M4(φ) 사이에 수학식 5에 나타내는 관계가 성립된다. 또한, M3(φ)이나 M4(φ)가 φ의 함수인 것은, σ3 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이나, σ4 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 케이스(41) 및 지지체(42)의 상대 회전에 따라서 변화되기 때문이다.
Figure 112014120031286-pct00005
여기서, 수학식 5로부터, 수학식 6 및 수학식 7에 나타내는 관계가 성립된다.
Figure 112014120031286-pct00006
Figure 112014120031286-pct00007
또한, 감속기(40)의 지지체(42)의 3개의 기둥(42a) 중 상술한 2개의 기둥(42a) 이외의 남은 1개의 기둥(42a)에 장착된 2개의 변형 게이지(80)가 부착된 부분에 발생하는 응력을 각각 σ5, σ6으로 한다. σ5 및 σ6에 기초해서 산출되는 부하 토크를 TA3으로 한다. σ5 및 σ6에 기초해서 산출되는 부하 모멘트를 MA3으로 한다. TA3에 곱하게 됨으로써 σ5 중 부하 토크에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 T5로 한다. TA3에 곱하게 됨으로써 σ6 중 부하 토크에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 T6으로 한다. MA3에 곱하게 됨으로써 σ5 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 φ의 함수인 M5(φ)로 한다. MA3에 곱하게 됨으로써 σ6 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 산출 가능한 하중 계수를 φ의 함수인 M6(φ)으로 한다. σ5, σ6, TA3, MA3, T5, T6, M5(φ) 및 M6(φ) 사이에 수학식 8에 나타내는 관계가 성립된다. 또한, M5(φ)나 M6(φ)이 φ의 함수인 것은, σ5 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이나, σ6 중 부하 모멘트에 기인하는 응력이 케이스(41) 및 지지체(42)의 상대 회전에 따라서 변화되기 때문이다.
Figure 112014120031286-pct00008
여기서, 수학식 8로부터, 수학식 9 및 수학식 10에 나타내는 관계가 성립된다.
Figure 112014120031286-pct00009
Figure 112014120031286-pct00010
또한, TA1, TA2, TA3은 이론상 동일한 값이 되므로, TA1, TA2, TA3이 서로 가장 가까운 값일 때의 φ가, 부하 모멘트의 실제의 작용각에 가장 가깝다. 마찬가지로, MA1, MA2, MA3은 이론상 동일한 값이 되므로, MA1, MA2, MA3이 서로 가장 가까운 값일 때의 φ가, 부하 모멘트의 실제의 작용각에 가장 가깝다. 즉, 수학식 11에 나타내는 함수 δ(φ)가 최소값을 취할 때의 φ가, 부하 모멘트의 실제의 작용각에 가장 가깝다.
Figure 112014120031286-pct00011
따라서, 하중 접수부(105d)는, 수학식 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11에 기초해서 함수 δ(φ)가 최소값을 취할 때의 φ을 산출함으로써, 부하 모멘트의 실제의 작용각에 가장 가까운 φ를 산출하도록 되어 있다. 여기서, 하중 접수부(105d)는 변형 게이지(80)의 출력에 기초해서 σ1 내지 σ6을 각각 산출할 수 있다. 또한, T1 내지 T6, M1(φ) 내지 M6(φ)은, 각각 하중 시험에 의해 미리 측정되어 있다.
계속해서, 하중 접수부(105d)는, 산출한 φ에 기초해서, 수학식 3, 4, 6, 7, 9, 10으로부터 TA1, TA2, TA3, MA1, MA2, MA3을 산출하도록 되어 있다.
마지막으로, 하중 접수부(105d)는, 산출한 TA1, TA2, TA3, MA1, MA2, MA3에 기초해서, 감속기(40)에 가해지는 부하 토크인 T와, 감속기(40)에 가해지는 부하 모멘트인 M을 수학식 12 및 수학식 13으로부터 산출하도록 되어 있다.
Figure 112014120031286-pct00012
Figure 112014120031286-pct00013
다음에, 임계값 설정용 테이블(104b)의 작성 방법의 일례에 대해 설명한다.
관절부(32)의 구성과 동등한 구성으로 작성된 실험용의 장치에, 최대 출력 회전수가 15rpm이라고 하는 조건에서, 케이스(41)에 대해 지지체(42)를 정방향으로 45° 회전시킨 후, 역방향으로 45° 회전시킨다고 하는 왕복 회전 운동을 계속시킨다고 하는 실험을 행한다. 이 실험에 있어서, 윤활유(40a)는 열화의 정도가 적은 신유(新油)가 사용된다. 그리고, 윤활유 열화 센서(60)의 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색의 흑색에 대한 색차 ΔE의 시간 변화를 조사한다.
도 11의 (a)는 윤활유(40a)의 온도가 40℃이고, 감속기(40)의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기(40)의 부하 토크가 1.0To인 경우의 색차 ΔE의 시간 변화의 실험 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11의 (b)는 윤활유(40a)의 온도가 60℃이고, 감속기(40)의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기(40)의 부하 토크가 1.0To인 경우의 색차 ΔE의 시간 변화의 실험 결과의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11의 (c)는 윤활유(40a)의 온도가 60℃이고, 감속기(40)의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기(40)의 부하 토크가 2.0To인 경우의 색차 ΔE의 시간 변화의 실험 결과의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 11의 (a) 내지 도 11의 (c)에 있어서, 정격 환산 시간이란, 실험용의 장치가 실제로 구동하게 된 경우의 감속기(40)의 출력 회전수 및 부하 토크에 기초해서, 실험용의 장치가 실제로 구동하게 된 시간을, 출력 회전수가 15rpm이며, 부하 토크가 감속기(40)의 정격 토크인 경우의 시간으로 환산한 것이다. 또한, 감속기(40)의 수명 시간은 출력 회전수가 15rpm이며, 부하 토크가 감속기(40)의 정격 토크라고 하는 조건에서 감속기(40)가 연속 구동된 경우에 6000시간이라고 정의되어 있다.
도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크가 동일해도, 윤활유(40a)의 온도가 다른 경우에는, 정격 환산 시간이 수명 시간인 6000시간에 도달한 시점에서의 색차 ΔE(이하 「정격 수명시 색차」라고 함)는 다르다. 또한, 도 11의 (b) 및 도 11의 (c)에 도시하는 바와 같이, 윤활유(40a)의 온도 및 감속기(40)의 부하 모멘트가 동일해도, 감속기(40)의 부하 토크가 다른 경우에는, 정격 수명시 색차는 다르다. 마찬가지의 실험에 의해, 윤활유(40a)의 온도와, 감속기(40)의 부하 모멘트와, 감속기(40)의 부하 토크 중 어느 하나가 다른 경우에 정격 수명시 색차가 다르다고 하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 감속기(40)의 파손 상태 통지를 위한 임계값은 윤활유(40a)의 온도와, 감속기(40)의 부하 모멘트와, 감속기(40)의 부하 토크에 대응지어서 결정되는 것이 바람직하다.
또한, 복수의 실험을 행한 경우, 윤활유(40a)의 온도와, 감속기(40)의 부하 모멘트와, 감속기(40)의 부하 토크가 각 실험에 있어서 동일해도, 정격 수명시 색차에는 편차가 생긴다. 따라서, 복수의 실험에서의 정격 수명시 색차 중, 최소값을 점검 수리용 임계값으로 하고, 최대값을 경고용 임계값으로 한다.
예를 들어, 도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서, 윤활유의 온도가 40℃ 이상 50℃ 미만이고, 감속기의 부하 모멘트가 0.5Mo 이상 0.75Mo 미만이고, 감속기의 부하 토크가 1.0To 이상 1.5To 미만인 경우의 점검 수리용 임계값인 350은, 윤활유의 온도가 40℃이고, 감속기의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기의 부하 토크가 1.0To인 조건에서 복수의 실험이 행해진 결과, 이 복수의 실험에서의 정격 수명시 색차 중 최소값이었던 수치이다. 마찬가지로, 도 9에 도시하는 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서, 윤활유의 온도가 40℃ 이상 50℃ 미만이고, 감속기의 부하 모멘트가 0.5Mo 이상 0.75Mo 미만이고, 감속기의 부하 토크가 1.0To 이상 1.5To 미만인 경우의 경고용 임계값인 425는, 윤활유의 온도가 40℃이고, 감속기의 부하 모멘트가 0.5Mo이며, 감속기의 부하 토크가 1.0To인 조건에서 복수의 실험이 행해진 결과, 이 복수의 실험에서의 정격 수명시 색차 중 최대값이었던 수치이다.
임계값 설정용 테이블(104b)은, 이상과 같이 하여 작성된다. 또한, 감속기의 형식이 다른 조건에서 실험이 행해짐으로써, 복수의 임계값 설정용 테이블(104b)이 작성된다.
다음에, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템(10)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 산업용 로봇(20)의 동작에 대해 설명한다.
또한, 이하에 있어서는, 관절부(32)에 대해 설명하지만, 관절부(31, 33 내지 36)에 대해서도 마찬가지이다.
관절부(32)의 모터(50)의 출력축이 회전하면, 모터(50)의 회전력은 감속기(40)에 의해 감속되어, 감속기(40)의 케이스(41)에 고정된 아암(22)에 대해, 감속기(40)의 지지체(42)에 고정된 아암(23)을 움직이게 한다.
관절부(32)의 윤활유 열화 센서(60)는 방수 커넥터(77)를 통하여 외부의 장치로부터 공급되는 전력에 의해 백색 LED(72)로부터 백색의 광을 발한다. 그리고, 윤활유 열화 센서(60)는 RGB 센서(73)에 의해 수용한 광의 RGB의 각 색의 광량을 전기 신호로서 방수 커넥터(77)를 통하여 외부의 장치에 출력한다. 또한, 윤활유 열화 센서(60)는 온도 센서(74)에 의해 검출된 온도도 전기 신호로서 방수 커넥터(77)를 통하여 외부의 장치에 출력한다.
또한, 변형 게이지(80)에 의해 검출된 변형도, 감속기(40)의 외부 장치에 출력된다.
다음에, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.
또한, 이하에 있어서는, 관절부(32)의 윤활유 열화 센서(60)에 대해 설명하지만, 관절부(31, 33 내지 36)의 윤활유 열화 센서에 대해서도 마찬가지이다.
도 12는 감속기 파손 상태 통지 장치(100)의 동작 흐름도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)의 제어부(105)는, 감속기(40)의 형식을 입력하기 위한 화면인 도 13에 도시하는 정보 입력 화면을 표시부(102)에 표시한다(S201).
도 13은 표시부(102)에 표시되는 정보 입력 화면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13에 도시하는 정보 입력 화면은, 감속기(40)의 형식을 입력하기 위한 텍스트 박스(111)와, 텍스트 박스(111)에 입력된 정보를 설정하기 위한 버튼인 설정 버튼(112)을 포함하고 있다. 이용자는 조작부(101)를 통하여, 텍스트 박스(111)에 적절한 정보를 입력하고, 설정 버튼(112)을 누를 수 있다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 제어부(105)는 설정 버튼(112)이 눌려졌다고 판단할 때까지, 설정 버튼(112)이 눌려졌는지 여부를 판단한다(S202).
제어부(105)의 감속기 형식 접수부(105e)는 설정 버튼(112)이 눌려졌다고 S202에서 판단하면, 텍스트 박스(111)에 입력되어 있는 감속기(40)의 형식이 정상인지 여부를 판단한다(S203). 여기서, 감속기 형식 접수부(105e)는 기억부(104) 상의 테이블 선택용 테이블(104c)에 포함되어 있는 감속기(40)의 형식이 텍스트 박스(111)에 입력되어 있는 경우만, 텍스트 박스(111)에 입력되어 있는 감속기(40)의 형식이 정상이라고 판단한다.
감속기 형식 접수부(105e)는 텍스트 박스(111)에 입력되어 있는 감속기(40)의 형식이 정상이 아니라고 S203에서 판단하면, 에러 화면을 표시부(102)에 표시해서(S204), 다시 S201의 처리로 복귀한다.
한편, 감속기 형식 접수부(105e)는 텍스트 박스(111)에 입력되어 있는 감속기(40)의 형식이 정상이라고 S203에서 판단하면, 텍스트 박스(111)에 입력되어 있는 감속기(40)의 형식을 기억한다(S205). 즉, 감속기 형식 접수부(105e)는 감속기(40)의 형식 입력을 접수한다.
계속해서, 제어부(105)는 S205에서 기억한 감속기(40)의 형식에 대해, 기억부(104) 상의 테이블 선택용 테이블(104c)에 있어서 대응지어져 있는 임계값 설정용 테이블(104b)의 ID를 취득하고, 취득한 ID가 부여되어 있는 임계값 설정용 테이블(104b)을, 이후의 처리에서 사용하는 임계값 설정용 테이블로서 결정한다(S206).
계속해서, 제어부(105)의 윤활유 온도 접수부(105c)는 윤활유 열화 센서(60)의 온도 센서(74)의 검출 결과를 네트워크 통신부(103)를 통하여 취득한다(S207). 즉, 윤활유 온도 접수부(105c)는 윤활유(40a)의 온도의 입력을 접수한다.
계속해서, 제어부(105)는, 예를 들어 10분간 등의 소정 기간에서의 복수회의 S207에서 취득한 윤활유(40a)의 온도의 평균값을 산출한다(S208). 즉, 제어부(105)는, 직전의 S207에서 취득한 윤활유(40a)의 온도뿐만 아니라, 직전의 S207보다 이전에 실행된 직근의 1회 이상의 S207에서 취득한 윤활유(40a)의 온도에도 기초해서, 윤활유(40a)의 온도의 평균값을 산출한다.
계속해서, 제어부(105)의 하중 접수부(105d)는 변형 게이지(80)의 검출 결과를 네트워크 통신부(103)를 통하여 취득하고, 취득한 변형 게이지(80)의 검출 결과에 기초해서 상술한 바와 같이 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크를 산출함으로써, 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크를 취득한다(S209). 즉, 하중 접수부(105d)는 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크의 입력을 접수한다.
계속해서, 제어부(105)는, 예를 들어 10분간 등의 소정 기간에서의 복수회의 S209에서 취득한 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크의 각각의 평균값을 산출한다(S210). 즉, 제어부(105)는, 직전의 S209에서 취득한 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크뿐만 아니라, 직전의 S209보다 이전에 실행된 직근의 1회 이상의 S209에서 취득한 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크에도 기초해서, 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크의 각각의 평균값을 산출한다.
계속해서, 제어부(105)의 파손 상태 통지부(105a)는 S208에서 산출된 윤활유(40a)의 온도의 평균값의 상승량이 예를 들어 20℃ 이상 등 소정의 값 이상인지 여부를 판단한다(S211).
파손 상태 통지부(105a)는 S208에서 산출된 윤활유(40a)의 온도의 평균값의 상승량이 소정의 값 이상이라고 S211에서 판단하면, 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 감속기(40)가 파손되어 있을 가능성이 높은 것을 경고하는 통지를, 감속기(40)의 파손 상태 통지로서 표시부(102)에 표시하고(S212), 다시 S207의 처리로 복귀한다.
한편, 제어부(105)는 S208에서 산출된 윤활유(40a)의 온도의 평균값의 상승량이 소정의 값 미만이라고 S211에서 판단되면, S210에서 산출된 감속기(40)의 부하 모멘트의 평균값 및 부하 토크의 평균값이 소정의 범위 이내인지 여부를 판단한다(S213).
제어부(105)는 S210에서 산출된 감속기(40)의 부하 모멘트의 평균값 또는 부하 토크의 평균값이 소정의 범위 이내가 아니라고 S213에서 판단하면, 감속기(40)에 이상한 부하가 가해져 있는 것을 표시부(102)에 통지하고(S214), 다시 S207의 처리로 복귀한다.
한편, 제어부(105)의 임계값 설정부(105b)는 S210에서 산출된 감속기(40)의 부하 모멘트의 평균값 및 부하 토크의 평균값이 소정의 범위 이내라고 S213에서 판단되면, S208에서 산출한 윤활유(40a)의 온도의 평균값과, S210에서 산출한 감속기(40)의 부하 모멘트의 평균값과, S210에서 산출한 감속기(40)의 부하 토크의 평균값에 대해, S206에서 결정된 임계값 설정용 테이블(104b)에 있어서 대응지어져 있는 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을, 이후의 처리에서 사용하는 임계값으로서 설정한다(S215).
계속해서, 파손 상태 통지부(105a)는 윤활유 열화 센서(60)의 RGB 센서(73)의 검출 결과, 즉, 윤활유(40a)의 색을 네트워크 통신부(103)를 통하여 취득하고, 취득한 색의 흑색에 대한 색차 ΔE를 상술한 수학식 1에 나타내는 식으로 계산해서 취득한다(S216).
계속해서, 파손 상태 통지부(105a)는 S216에서 취득한 색차 ΔE가 S215에서 설정한 경고용 임계값 이하인지 여부를 판단한다(S217).
파손 상태 통지부(105a)는 S216에서 취득한 색차 ΔE가 S215에서 설정한 경고용 임계값 이하가 아니라고 S217에서 판단하면, 다시 S207의 처리로 복귀한다.
한편, 파손 상태 통지부(105a)는 S216에서 취득한 색차 ΔE가 S215에서 설정한 경고용 임계값 이하라고 S217에서 판단하면, S216에서 취득한 색차 ΔE가 S215에서 설정한 점검 수리용 임계값 이하인지 여부를 판단한다(S218).
파손 상태 통지부(105a)는 S216에서 취득한 색차 ΔE가 S215에서 설정한 점검 수리용 임계값 이하가 아니라고 S218에서 판단하면, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 감속기(40)가 파손되어 있을 가능성이 있는 것을 경고하는 통지를, 감속기(40)의 파손 상태 통지로서 표시부(102)에 표시한다(S219). 즉, 파손 상태 통지부(105a)는 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색과 흑색의 색차 ΔE가 경고용 임계값에 도달한 경우에, 경고용 임계값에 대응하는 감속기(40)의 파손 상태를 통지한다. 제어부(105)는 S219의 처리 후, 다시 S207의 처리로 복귀한다.
한편, 파손 상태 통지부(105a)는 S216에서 취득한 색차 ΔE가 S215에서 설정한 점검 수리용 임계값 이하라고 S218에서 판단하면, 도 14의 (c)에 도시하는 바와 같이, 이용자에게 감속기(40)의 점검 또는 수리를 촉진시키는 통지를, 감속기(40)의 파손 상태 통지로서 표시부(102)에 표시한다(S220). 즉, 파손 상태 통지부(105a)는 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색과 흑색의 색차 ΔE가 점검 수리용 임계값에 도달한 경우에, 점검 수리용 임계값에 대응하는 감속기(40)의 파손 상태를 통지한다. 제어부(105)는 S220의 처리 후, 다시 S207의 처리로 복귀한다.
이상으로 설명한 바와 같이, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 윤활유(40a)의 온도(S207 및 S208) 및 감속기(40)에 가해지는 하중, 즉, 감속기(40)의 부하 모멘트 및 부하 토크(S209 및 S210)에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정(S215)하므로, 감속기(40)의 사용 조건으로서 윤활유(40a)의 온도 및 감속기(40)에 겹치는 하중이 다른 경우라도, 감속기(40)의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다. 또한, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 윤활유(40a)의 온도와, 감속기(40)의 부하 모멘트와, 감속기(40)의 부하 토크 중 어느 1개 또는 2개에 따른 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값의 설정을 행하지 않도록 되어 있는 경우라도, 윤활유(40a)의 온도와, 감속기(40)의 부하 모멘트와, 감속기(40)의 부하 토크의 모두에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정하는 구성과 비교하면 정밀도가 저하되지만, 감속기(40)의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 온도 센서(74)에 의해 검출된 윤활유(40a)의 실제의 온도(S207)에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정(S215)하므로, 감속기(40)의 파손 상태를 윤활유(40a)의 실제의 온도에 따라서 고정밀도로 통지할 수 있다. 또한, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 온도 센서(74)에 의해 검출된 윤활유(40a)의 온도 이외의 윤활유(40a)의 온도에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정하도록 되어 있어도 좋다. 예를 들어, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 조작부(101)를 통하여 이용자로부터 입력된 윤활유(40a)의 온도에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정하도록 되어 있어도 좋다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 변형 게이지(80)에 의해 검출된 하중, 즉, 실제로 감속기(40)에 가해지는 하중(S209)에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정(S215)하므로, 감속기(40)의 파손 상태를 실제로 감속기(40)에 가해지는 하중에 따라서 고정밀도로 통지할 수 있다. 또한, 실제로 감속기(40)에 가해지는 하중의 검출 방법은 변형 게이지(80) 이외의 방법이어도 좋다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 소정 기간의 윤활유(40a)의 실제의 온도 평균값(S207 및 S208)에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정(S215)하므로, 윤활유(40a)의 온도가 일시적으로 급격하게 변화된 경우에 감속기(40)의 파손 상태를 실수로 통지하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는, S215에서 사용하는 윤활유(40a)의 온도로서, 소정 기간의 윤활유(40a)의 실제의 온도 평균값이 아니라, 직전의 S207에서 취득한 윤활유(40a)의 실제의 온도만을 채용하도록 되어 있어도 좋다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는, 소정 기간에서 실제로 감속기(40)에 가해지는 하중의 평균값(S209 및 S210)에 따라서 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 설정(S215)하므로, 감속기(40)에 가해지는 하중이 일시적으로 급격하게 변화된 경우에 감속기(40)의 파손 상태를 실수로 통지하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 S215에서 사용하는 하중으로서, 소정 기간에서 실제로 감속기(40)에 가해지는 하중의 평균값이 아니라, 직전의 S209에서 취득한 하중만을 채용하도록 되어 있어도 좋다.
윤활유(40a)가 새로운 것으로 교환된 직후의 경우 등, 감속기(40)가 실제로는 파손에 근접하고 있을 때, 또는, 이미 파손되어 있을 때라도 윤활유(40a)의 열화가 즉시는 발생하기 어려운 경우가 있다. 윤활유(40a)의 열화가 생기지 않으면, RGB 센서(73)에 의해 검출된 색과 흑색의 색차 ΔE는 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값에 도달하지 않는다. 그러나, 감속기(40)가 실제로는 파손에 근접하고 있을 때, 또는, 이미 파손되어 있을 때에는, 감속기(40)가 격렬하게 발열하므로, 윤활유(40a)의 온도가 급격하게 상승한다. 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는, 소정 기간의 윤활유(40a)의 실제의 온도 평균값(S207 및 S208)의 상승량이 소정의 값 이상인 경우(S211에서 "예")에 감속기(40)의 파손 상태를 통지(S212)하므로, 감속기(40)가 실제로는 파손에 근접하고 있을 때, 또는, 이미 파손되어 있을 때에 RGB 센서(73)에 의해 검출된 색과 흑색의 색차 ΔE가 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값에 도달하지 않은 경우라도, 감속기(40)의 파손 상태를 적절하게 통지할 수 있다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 감속기(40)의 파손 상태를 통지할 수 있을 뿐만 아니라, 감속기(40)에 가해지는 하중이 소정의 범위 이내가 아닌 경우(S213에서 "아니오")에, 감속기(40)에 이상한 부하가 가해져 있는 것을 통지(S214)할 수 있다.
또한, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는, S211 내지 S214의 처리를 실행하지 않고, S210의 처리 후, 즉시 S215의 처리를 실행하도록 되어 있어도 좋다.
온도 센서(74)는 홀더(63a)를 통하여 윤활유(40a)의 온도를 검출하도록 되어 있지만, 홀더(63a) 등의 다른 부재를 통하지 않고 윤활유(40a)의 온도를 직접 검출하도록 되어 있어도 좋다.
감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템(10)은 온도 센서(74)가 윤활유 열화 센서(60)에 내장되어 있으므로, 온도 센서(74)가 윤활유 열화 센서(60)와는 별도로 설치되어 있는 구성과 비교하여, 용이하게 구축될 수 있다. 또한, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템(10)은 온도 센서(74)가 윤활유 열화 센서(60)와는 별도로 설치되어 있어도 좋다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 감속기(40)의 형식에 따른 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값의 설정을 행하지 않도록 되어 있어도 좋다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 감속기(40)의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값으로서, 감속기(40)의 파손 가능성에 대응한 2단계의 임계값, 즉, 경고용 임계값 및 점검 수리용 임계값을 포함하고 있으므로, 감속기(40)의 파손 상태를 감속기(40)의 파손 가능성으로서 2단계로 통지할 수 있다(S219, S220). 이용자는 감속기(40)의 파손 상태가 감속기(40)의 파손 가능성으로서 복수 단계로 통지되는 경우, 예를 들어 감속기(40)가 파손되어 있을 가능성이 매우 높은 것이 돌연 통지되는 구성과 비교하여, 여유를 갖고 감속기(40)의 교환 필요성을 판단할 수 있다. 또한, 감속기 파손 상태 통지 장치(100)는 감속기(40)의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값이 1개의 임계값만이어도 좋고, 감속기(40)의 파손 상태를 통지하기 위한 임계값으로서, 감속기(40)의 파손 가능성에 대응한 3단계 이상의 임계값을 포함하고 있어도 좋다.
감속기 파손 상태 통지 장치(100)는, 본 실시 형태에 있어서 표시에 의한 통지를 실행하도록 되어 있지만, 표시 외에, 또는, 표시 대신에, 예를 들어 음성 출력 등, 표시 이외의 방법에 의한 통지를 실행하도록 되어 있어도 좋다.
윤활유 열화 센서(60) 등의 각 윤활유 열화 센서는 전력의 공급 수단으로서, 예를 들어, 전지 등의 배터리를 사용하고, 외부의 장치에의 검출 결과의 출력 수단으로서, 예를 들어, 와이어리스 통신을 사용해도 좋다.
본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는, 본 실시 형태에 있어서 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 실행하는 PC이지만, 다른 구성에 의해 실현되어도 좋다. 예를 들어, 본 발명의 감속기 파손 상태 통지 장치는 산업용 로봇(20)의 동작을 제어하는 컨트롤 패널에 의해 실현되어도 좋고, 복수의 산업용 로봇(20)의 동작을 관리하는 컴퓨터에 의해 실현되어도 좋다.
본 발명의 기계는, 본 실시 형태에 있어서 산업용 로봇이지만, 산업용 로봇 이외의 기계이어도 좋다.
본 출원은, 2012년 5월 17일 출원된 일본 특허 출원 제2012-113127에 기초하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 인용된다.
본 발명에 따르면, 감속기의 사용 조건이 다른 경우라도 감속기의 파손 상태를 고정밀도로 통지할 수 있는 감속기 파손 상태 통지 장치를 제공할 수 있다.
10 : 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템
20 : 산업용 로봇(기계)
40 : 감속기
40a : 윤활유
41 : 케이스
41a : 내치 기어
42 : 지지체
45 : 크랭크축
46 : 외치 기어
60 : 윤활유 열화 센서
62 : 간극 형성 부재
62a : 오일용 간극
72 : 백색 LED(발광 소자)
72a : 광로
73 : RGB 센서(컬러 수광 소자)
74 : 온도 센서(윤활유 온도 센서)
80 : 변형 게이지(하중 센서)
100 : 감속기 파손 상태 통지 장치(컴퓨터)
104a : 감속기 파손 상태 통지 프로그램
105a : 파손 상태 통지부(파손 상태 통지 수단)
105b : 임계값 설정부(임계값 설정 수단)
105c : 윤활유 온도 접수부(윤활유 온도 접수 수단)
105d : 하중 접수부(하중 접수 수단)

Claims (11)

  1. 감속기와, 상기 감속기의 윤활유 열화를 검출하기 위한 윤활유 열화 센서를 구비하고 있는 기계의 상기 감속기의 파손 상태를 통지하기 위한 감속기 파손 상태 통지 장치이며,
    상기 윤활유 열화 센서는, 광을 발하는 발광 소자와, 수용한 광의 색을 검출하는 컬러 수광 소자와, 상기 윤활유가 침입하고 또한 상기 발광 소자로부터 상기 컬러 수광 소자까지의 광로 상에 배치되어 있는 오일용 간극이 형성되어 있고 광을 투과시키는 간극 형성 부재를 구비하고 있고,
    상기 감속기 파손 상태 통지 장치는,
    상기 감속기의 파손 상태를 통지하도록 구성된 파손 상태 통지 수단과,
    상기 파손 상태 통지 수단에 의한 통지를 위한 임계값을 설정하도록 구성된 임계값 설정 수단과,
    상기 감속기에 가해지는 하중의 입력을 접수하도록 구성된 하중 접수 수단을 구비하고 있고,
    상기 파손 상태 통지 수단은, 상기 컬러 수광 소자에 의해 검출된 색과 소정의 색의 색차가 상기 임계값 설정 수단에 의해 설정된 상기 임계값에 도달한 경우에, 그 임계값에 대응하는 상기 감속기의 파손 상태를 통지하고,
    상기 임계값 설정 수단은, 상기 하중 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 하중에 따른 상기 임계값을 설정하는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감속기는, 내치 기어를 가진 케이스와, 상기 케이스에 회전 가능하게 지지된 지지체와, 상기 내치 기어에 맞물리는 외치 기어와, 상기 지지체 및 상기 외치 기어에 회전 가능하게 지지되어 외부로부터 입력되는 회전 운동에 따라서 상기 케이스에 대해 상기 외치 기어를 편심 회전시키도록 구성된 크랭크축을 구비하고 있고,
    상기 하중 접수 수단은, 상기 케이스 및 상기 지지체가 상대적으로 회전할 때의 회전축을 중심으로 한 회전 방향으로 상기 감속기에 가해지는 하중과, 상기 회전축에 직교하는 축을 중심으로 한 회전 방향으로 상기 감속기에 가해지는 하중 중 적어도 한쪽을 접수하는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기계는, 상기 감속기에 가해지는 하중을 검출하도록 구성된 하중 센서를 구비하고 있고,
    상기 하중 접수 수단은, 상기 하중 센서에 의해 검출된 상기 하중의 입력을 접수하는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임계값 설정 수단은, 상기 하중 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 하중의 소정 기간의 평균값에 따른 상기 임계값을 설정하는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 감속기 파손 상태 통지 장치는, 상기 윤활유의 온도 입력을 접수하도록 구성된 윤활유 온도 접수 수단을 구비하고 있고,
    상기 임계값 설정 수단은, 상기 윤활유 온도 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 윤활유의 온도에 따른 상기 임계값을 더 설정하는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기계는, 상기 윤활유의 온도를 검출하도록 구성된 윤활유 온도 센서를 구비하고 있고,
    상기 윤활유 온도 접수 수단은, 상기 윤활유 온도 센서에 의해 검출된 상기 윤활유의 온도 입력을 접수하는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 임계값 설정 수단은, 상기 윤활유 온도 접수 수단에 의해 입력이 접수된 상기 윤활유 온도의 소정 기간의 평균값에 따른 상기 임계값을 설정하는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 감속기의 파손 가능성에 대응한 복수 단계의 임계값을 포함하고 있는, 감속기 파손 상태 통지 장치.
  9. 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템이며,
    제1항 또는 제2항에 기재된 감속기 파손 상태 통지 장치와,
    상기 감속기 파손 상태 통지 장치에 의해 상기 감속기의 파손 상태가 통지되도록 구성된 상기 기계를 구비하고 있는, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템.
  10. 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템이며,
    제6항에 기재된 감속기 파손 상태 통지 장치와,
    상기 감속기 파손 상태 통지 장치에 의해 상기 감속기의 파손 상태가 통지되는 상기 기계를 구비하고 있고,
    상기 윤활유 온도 센서는, 상기 윤활유 열화 센서에 내장되어 있는, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템.
  11. 제1항 또는 제2항에 기재된 감속기 파손 상태 통지 장치로서 컴퓨터를 기능시키는, 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 기록한 매체.
KR1020147034653A 2012-05-17 2013-05-13 감속기 파손 상태 통지 장치, 감속기 파손 상태 통지 기능을 가진 기계 시스템 및 감속기 파손 상태 통지 프로그램을 기록한 매체 KR102105947B1 (ko)

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